[发明专利]一种废弃的带衬增强中空纤维膜的综合利用方法

说明书

本发明一种废弃的带衬增强中空纤维膜的综合利用方法是将废弃的带衬增强中空纤维膜组件分别用次氯酸钠和氢氧化钠的混合溶、柠檬酸溶液浸泡处理后清洗干净，再在肥皂水中充氮气检漏，并将检查出来的渗漏点修补处理，然后回收用作膜充氧、膜曝气生物反应器的膜元件。本发明将修补处理后的中空纤维膜回收用作膜充氧、膜曝气生物反应器的膜元件，应用于污水处理、城市黑臭水体治理的曝气装置和生物膜载体，实现了废弃的带衬增强中空纤维膜组件固体废弃物的资源化和减量化，达到了综合利用的目的。本发明方法简便，可操作性强，作为膜曝气器和生物膜载体。

技术领域

本发明涉及一种废弃的带衬增强中空纤维膜的综合利用方法，具体属于水环境治理中曝气器和生物膜载体技术领域。

背景技术

随着膜分离技术的发展，膜在水处理领域的应用越来越广泛，膜生物反应器越来越多的应用在城市污水处理、小型分散式污水处理、工业废水处理等领域。浸没式膜生物反应膜（MBR）利用膜上的微孔，实现活性污泥和水的分离，从而替代传统的二沉池。根据膜的形状可分为平板膜、中空纤维膜和管式膜等。根据膜材质可分为有机膜和无机膜。根据膜堆安装的位置可分为内置式和外置式。膜结构从最初的均质膜发展到现在的增强复合膜。膜材质从聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚砜、聚醚砜等高分子膜发展到目前的聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯中空纤维膜。随着MBR技术的广泛应用，更耐酸碱的平板陶瓷膜和中空陶瓷膜最近几年也有大量的应用。

目前，MBR中应用最多的是中空纤维超滤膜，膜材质主要有聚偏氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚四氟乙烯这几种。聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯不能找到合适的溶剂，都是采用热致相转化法生产。聚偏氟乙烯通常是用非溶剂致相转化法制备。最初都是均质膜，膜污染后经常需要离线清洗，均质膜强度较差，经过几次清洗后，膜断丝现象严重，导致膜寿命很短，更换频率很高，膜的使用成本太高，因此以中空聚酯的编织管为增强材料，外表面涂覆聚偏氟乙烯的膜液，制得的增强型的中空纤维膜，强度高，使用寿命长，但是这个膜有一个缺陷就是随着运行时间的增长，膜表面的高压冲洗和反冲洗的共同作用下，部分膜皮层容易脱落，导致中空纤维超滤膜对活性污泥的截留率下降，进而造成产水中的悬浮物（SS）超标，这种膜皮层脱落引起的膜截留效率降低按照目前的技术难以解决，只能整批膜报废。刘洋（刘洋，陈卫航，张婕，等. 从中空纤维回收聚砜材料的工艺研究，安全与环境学报，2011,11（5）：86-89）采用溶解-沉淀法回收聚砜中空纤维膜中的聚砜，将聚砜中空纤维膜破碎，除杂后加入四氢呋喃溶解，然后加入乙醇沉淀，过滤后干燥得到聚砜。这种方法只能对未污染的中空纤维膜中的聚砜膜材料进行回收。李秀芬（李秀芬，吴杰，任月萍.污水处理MBR工程废弃膜材料的再生利用技术研究, 中国环境科学学会学术年会论文集，2015：2624-2627）选用工程拆解下来废弃的平板聚偏氟乙烯（PVDF）膜为研究对象，用工具剪碎，加入一定量的有机溶剂，搅拌溶解，再加入去离子水沉淀，离心收集PVDF固体。对比了二甲基甲酰胺，二甲基乙酰胺，N，N-二甲基吡咯烷酮三种溶剂、提取温度等回收条件对PVDF回收效果的影响。提取物中存在少量的PET碎屑和聚乙烯吡咯烷酮。膜必须进行清洗，否则膜中无机和有机污染物会影响膜材料的纯度。目前文献报道中没有其他行之有效的废弃MBR膜综合利用的报道，就其原因主要是回收过程复杂，产品纯度低，难以二次再利用，所以目前都是采用焚烧法处置，PVDF是一种含氟的高分子材料，焚烧会产生含氟的有毒物质，对环境造成污染，因此必须寻求其他的资源化利用方法。